BAT子弹药折叠翼展开冲击非光滑模型的隐式积分算法

摘要：

非光滑动力学模型能有效处理多体系统内的单边约束,是弹性接触/碰撞分析的主要研究方法,但其复杂的数学形式难以进行工程应用.为了降低非光滑模型的应用难度并提高模型计算精度,以反坦克(brainpower anti-tank,BAT)子弹药折叠翼的展开冲击过程为研究对象,建立了速度-冲量形式的完备非光滑动力学方程组,并基于互补接触定律,推导了方程组较为简洁的线型互补形式;提出了一种新型隐式积分算法,用于提高碰撞力的计算精度和效率.通过构造下一时刻的近似速度,由该近似速度和当前速度来加权构造下一时刻的位移,并更新下一时刻各状态量.工程算例中,对包含碰撞冲击的BAT子弹药折叠翼展开过程进行计算,将提出的隐式积分算法与已有算法进行对比分析,结果表明,相较于Moreau中点算法,隐式积分算法对碰撞力的计算精度更高,基于所提隐式积分算法的非光滑动力学模型能够严格遵从单边约束,计算的相对误差在10-8量级,能够为小载荷、高精度的多体碰撞系统提供更为准确的数值计算方法.

关键词：非光滑动力学、线性互补问题(LCP)、多体动力学、折叠翼、碰撞冲击

所属期刊栏目：41

分类号：TO313.7

资助基金：国防科技预先研究项目;江苏省研究生科研与实践创新计划项目

在线出版日期：2022-09-29（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：1-8,17